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畢業(yè)設計（論文） 題目機械螺旋驅(qū)動汽車雙柱舉升機設計 專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 088105443 學 生 姓 名 左羅 指 導 教 師 賀 紅 林 填表日期： 年 月 日 1、 選題的依據(jù)及意義： 現(xiàn)代汽車工業(yè)隨著科學技術的飛速發(fā)展而日新月異, 新工藝、新材料、新技術廣泛運用, 特別是電子技術、液壓技術在汽車上應用, 使當今的汽車是集各種先進技術的大成, 新穎別致的汽車時時翻新。而現(xiàn)代汽車的故障診斷不再是眼看、耳聽、手摸, 汽車維修也不再是師傅帶徒弟的一門手藝, 而是利用各種新技術的過程。 隨著汽車技術的快速發(fā)展, 日益呈現(xiàn)出汽車維修的高科技特征, 與其同時汽車維修理念也不斷更新。為此，為了提高其維修的快速發(fā)展，有必要設計一套新型的汽車舉升機。 2、 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）： 汽車發(fā)明后不久，汽車維修機械師就在想：“怎樣才能夠把汽車舉升到空中，從而可以在其下面工作？”舉升機的發(fā)展史告訴我們，發(fā)明第一臺自動舉升機的靈感來自理發(fā)師的椅子，因為它可以快速升降和旋轉(zhuǎn)，以適應于不同身高和胖瘦的顧客。早期的單柱地基式液壓舉升機，大大地提高了比它問世還早的千斤頂和臺架的功能，這種早期舉升機的旋轉(zhuǎn)功能可以在舉起汽車以后，將其旋轉(zhuǎn)360°。也許你經(jīng)常去的一個汽車維修廠，現(xiàn)在仍然利用這種舉升機為客戶提供日常的汽車維修服務，這種舉升機大多已經(jīng)工作了75年了。 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，單柱式舉升機設計上的局限性很快就顯露出來了。如果只是在汽車四周進行檢測維修工作的話，這種舉升機也就足夠了，但是這種舉升機的起重臂和中央立柱會妨礙進入汽車底部的大部分區(qū)域。針對單柱式舉升機的這些局限性，工程師已經(jīng)提出了很多舉升機的設計方案并作了許多改進工作。現(xiàn)在，舉升機的選擇范圍很大，有地基式、托舉式、剪式、平行四邊形式、便攜式、單柱式、雙柱式、四柱式、驅(qū)動式、接觸車架式、對稱式、非對稱式、小行程、大升程、隊列式以及其它的各種舉升機設計方案。某些舉升機可能同時具有這些設計方案中的幾個特點 我國的汽車舉升機是20世紀80年代依據(jù)國外的產(chǎn)品技術生產(chǎn)的，由于移動和拆裝方便，也便于維修中小型汽車，逐漸代替了以前維修汽車通用的 “地溝”模式。90年代開始，國內(nèi)舉升機逐漸開始普及，隨著我國汽車保有量的增加，舉升機作為汽車維修的重要工具，需求量也大大增加?，F(xiàn)在舉升機市場已經(jīng)擁有近百個中外品牌，產(chǎn)品系列成百上千。 　　2003年，中國汽車市場呈現(xiàn)高速增長勢頭，當年被許多業(yè)內(nèi)專家公認為中國開始進入汽車社會。在汽車消費結(jié)構(gòu)方面，家庭購買比例越來越大，已經(jīng)成為市場需求的主體，中國從此將開始進入穩(wěn)定增長的良性的汽車市場。隨著競爭的激烈汽車銷售越來越走向微利時代，而汽車后市場則隨著汽車消費結(jié)構(gòu)的變化和消費者消費理念的成熟而呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿兔篮玫那熬?。目前，國?nèi)的汽車后市場比較混亂，但巨大市場潛力和快速的增長速度，都給商家?guī)砹撕芎玫氖袌鰴C會。隨著市場開放程度增大，多方力量在角逐國內(nèi)汽車維修保養(yǎng)市場。 　　舉升機在汽車維修養(yǎng)護中發(fā)揮著至關重要的作用，無論整車大修，還是小修保養(yǎng)，都離不開它。在規(guī)模各異的維修養(yǎng)護企業(yè)中，無論是維修多種車型的綜合類修理廠，還是經(jīng)營范圍單一的街邊店（如輪胎店），幾乎都配備有舉升機。舉升機的重要性和普及性，決定了它是一種備受專業(yè)人士和經(jīng)營管理者重視的設。 目前市場上以國內(nèi)品牌為主，有：營口大力、深圳高昌等。此類舉升機分為地溝平板小車式和地溝子母平板式兩種。適合高度不夠，空間較小的工作環(huán)境。但應用一定注意，須配后輪側(cè)滑板，否則測試誤差率較大，安裝時須保證前后左右水平誤差值應小于2.5MM。在滿足以上情況，一般測試結(jié)果可以滿足要求。優(yōu)點是：投資少、省空間。缺點是：操作不便，形象較差。 雙柱托舉接觸車架式舉升機是一個被廣泛采納的舉升機，在最近幾年所有新銷售的舉升機中，至少三分之二都是這種類型的。這種設計之所以很流行，有幾方面的原因的：一就是這種舉升機安裝起來很快，不需要大范圍的開挖，也不需要對維修廠的整體布局進行一些永久性的變動。二是功能的多樣性，一臺雙柱托舉接觸車架式舉升機幾乎可以用來進行所有汽車的維修作業(yè)。這種舉升機的懸臂和接觸襯墊的布局，使得維修工能夠很容易地進入汽車的整個底部，進行車底的維修操作。因此，幾乎所有主要的舉升機生產(chǎn)廠家都要生產(chǎn)至少一種型號的雙柱托舉式舉升機。 　　有資料顯示，舉升機全球的市場規(guī)模約為100億美元，而國內(nèi)舉升機市場大約2～3億美元。隨著中國汽車保有量的不斷增多，私人購買成為購車的主流，售后市場也將得到蓬勃發(fā)展，舉升機在未來的需求量也將不斷增加，受到金融危機的影響，預計在未來五年內(nèi)，舉升機市場將維持在8%～15%的增長率。隨著技術開發(fā)的日薪月異，舉升機在設計方面越來越智能化和人性化，將會向遙控、電腦控制方向發(fā)展。同時隨著技術的不斷成熟，其標準也將逐步統(tǒng)一化。技術先進、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品將占領市場。海外市場將是未來主要增長點，目前已經(jīng)有不少廠商通過開拓海外。 1.2 目前國內(nèi)舉升機的各種型號及優(yōu)缺點 目前市場上可以看到舉升機的型式各異、尺寸不同的舉升機中，有一些特別適合于從事特殊類型的維修作業(yè)，也有少數(shù)的舉升機適合進行一些其它的維修作業(yè)，生產(chǎn)廠家有三力、JIG（金華）、漢麥克森、序達、元征、萬力開AMREOC、廣力、高昌、繁寶、中大、鰲福（大車、公交車、重型車輛為主）等。生產(chǎn)的舉升機的形式也比較繁多，從立柱構(gòu)造來分類，主要有單柱式舉升機、雙柱式舉升機、四柱式舉升機、剪式舉升機和地溝式舉升機等。 一、單柱式舉升機 單柱式舉升機（圖1.1）是將停放在地面上的轎車等交通工具舉升到一定的高度進行維修的專用設備,是一種典型的用于汽車及工程車輛的局部舉升，以便更換車輪輪胎或?qū)囕v底盤進行各種維修作業(yè)的機具。單柱舉升機操作容易、美觀、不占用空間便能將重物方便省力的舉起。具有省時省力的效果,不用時完全放置于地面，方便汽車倒車和放置物品,是汽車修理不可缺少的機具。 單柱車輛舉升機分可移動式的和固定式的兩種型號。單柱移動式舉升機適用于室內(nèi)外場地，單柱固定式舉升機適用于室內(nèi)面積較為緊湊的場所。 圖1.1 單柱式汽車舉升機 二、雙柱式舉升機 雙柱式汽車舉升機（圖1.2）是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的專用機械舉升設備，廣泛應用于轎車等小型車的 圖1.2 普通雙柱式汽車舉升機 維修和保養(yǎng)。雙柱式汽車舉升機將汽車舉升在空中的同時可以節(jié)省大量的地面空間，方便地面作業(yè)。但是雙柱式汽車舉升機為了最大的節(jié)省材料，一般都去掉了底板。由于沒有底板，使得立柱的扭力需要靠地面來抵消，所以對地基要求很高，若是有橫梁（龍門舉升機圖1.3所示）就靠橫梁抵消。 1.3 龍門式汽車舉升機 雙柱式舉升機有對稱式和非對稱式兩種。對稱式舉升機四根臂的臂長大致相等，這樣使得汽車中心（或質(zhì)心）處于立柱的中間位置，對于皮卡和箱式貨車等類型的汽車的日常維修來說這種對稱式舉升機可能是最佳的選擇。但是對于一些柱間寬度不夠大的對稱式雙柱式舉升機來說，汽車舉升后不能打開車門是一個很大的缺點。非對稱式舉升機的立柱向后旋轉(zhuǎn)了一個角度（大約30°），并且前臂比后臂稍微短一些。當把汽車停放到這種非對稱式的舉升機適當位置時，車的位置就向后移動了一些，因此，我們就很容易地從車門進出。而且，這種非對稱式舉升機轉(zhuǎn)動的立柱，可以確保車輛的重心安全地定位在立柱之間。 三、四柱式舉升機 四柱式汽車舉升機（圖1.4）是一種大噸位汽車或貨車修理和保養(yǎng)單位常用的專用機械舉升設備，四柱式汽車舉升機也很適合于四輪定位用，因為一般四柱式汽車舉升機都有一四輪定位檔位，可以調(diào)整，可以確保水平。四柱舉升機按其結(jié)構(gòu)又分為上油缸式以及下油缸式兩種。上油缸式四柱舉升機其油缸置于立柱頂部（帶橫梁），下油缸式的油缸置于平板下面。上油缸式四柱舉升機主要依靠四根鏈條拉起四個角，拉力油缸置于頂部，這種結(jié)構(gòu)簡單，但自重增加。多數(shù)上油缸式四柱舉升機二次舉升為手動或氣動，修理工需要跑到底下操作，這對于經(jīng)常使用二次舉升的用戶不方便和不安全。保險裝置為氣動裝置，若沒有氣源則比較麻煩。下油缸四柱舉升機主要依靠四根粗鋼索拉起四角，拉力油缸置于平板下面，通過六個圓盤將力傳達四面。這種結(jié)構(gòu)比較緊湊，自重降低。二次舉升一般為電動液壓，和主泵連接在一起，只要轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換閥即可，升降速度快，保險裝置為楔塊式，四個楔塊利用拉桿聯(lián)動，扳動拉桿就可打開保險裝置，方便耐用。 圖1.4 四柱式汽車舉升機 四、剪式舉升機 剪式舉升機執(zhí)行部分采用剪式疊桿形式,電力驅(qū)動機械傳動結(jié)構(gòu)，目前廣泛用于大型車輛維修。剪式舉升機的舉升速度適中且不占用車坑位置，對于一些車型相對固定，工作強度大（如在公共汽車）的修理領域無疑是最好的選擇。而且由于結(jié)構(gòu)簡單，同步性好，一般常用作四輪定位儀的平臺。 剪式舉升機分為大剪（子母式圖1.5），小剪（單剪圖1.6）舉升機，超薄系列剪式舉升機等幾種類型。 小剪舉升機主要用于汽車維修保養(yǎng)，安全性高，操作方便。挖槽后與地面相平。 大剪舉升機涌出比較多，是配合四輪定位儀德最佳設備，并可以做為汽車維修，輪胎，底盤檢修用。可以挖槽，也可以直接安裝在地面上。 超薄系列剪式舉升機無需挖槽，適用于任何修理廠，有一些樓板上不適合安裝二柱舉升機以及普通四柱舉升機，而本機器與樓板接觸面廣，這樣可以安裝在任何可以開車的樓板上面，解決客戶場地問題。這類機器是今后的主流產(chǎn)品，國外大規(guī)模使用本類產(chǎn)品。 圖1.5 子母式剪式汽車舉升機 1.6 單剪式汽車舉升機 五、地溝式舉升機 地溝式舉升機（圖1.7）是大型客車維修的理想設備，對空間較低的廠房更為實用,且物美價廉。地溝式汽車舉升機，安裝于地溝上面兩沿邊軌道上，一般采用電動驅(qū)動方式，蝸桿、蝸輪減速，從而帶動絲桿、舉升大梁升降。這種設計方式使得地溝式舉升機移動更靈活，舉升力更大，升降平穩(wěn)，操作安裝極為方便，是各種針對大客車、貨車進行維修的維修企業(yè)最為理想的舉升設備。地溝跑道式四輪定位舉升機前輪轉(zhuǎn)角盤(選購件)位置可調(diào)，加長后輪滑板，適合各種車型定位測量。 圖1.7 地溝式汽車舉升機 從舉升機的驅(qū)動類型來分類，目前主要分為氣動、液壓、機械式三大類。其中尤以液動居多，機械式次之，氣動最少，下面簡單介紹下液壓類和機械類的舉升機優(yōu)劣。 一、機械式舉升機 機械式舉升機主要有單電機驅(qū)動的螺紋傳動舉升機和雙電機驅(qū)動的螺紋傳動舉升機。機械式舉升機流行于1992-1998年間，主要由寶得寶,衡臣,中大,申俠生產(chǎn)，該類舉升機特點是同步性好，由于一般多為電機驅(qū)動，螺桿傳動，它不存在漏油污染問題，且自鎖保護簡單易行。但由于機械磨損維護成本高（經(jīng)常需要更換銅鑼母以及軸承），每年一臺舉升機的維修更換需要1000元左右，客戶最終會將該產(chǎn)品更換為維護成本小的液壓舉升機。 二、液壓式舉升機 液壓式舉升機的特點是平穩(wěn)、噪音小、力量大，缺點是用久之后易漏油，污染工作環(huán)境。但是液壓式舉升機維護成本低，油缸使用5－10年沒問題，而且就舉升機的發(fā)展趨勢而言，一定是朝著安全、簡便、使用壽命長、噪音小、價格低廉的方向發(fā)展，因此液壓式舉升機必將是今后舉升機市場發(fā)展的主流。 液壓舉升機分為兩種一種是單缸舉升機，一種是雙缸舉升機。 單缸液壓舉升機的優(yōu)點是：同步性好，不存在顛簸現(xiàn)象，帶厚底板，舉升機得扭力靠底板抵消，容易調(diào)平，整機安全性好，適用于地基較差的地方。 雙缸舉升機又分為兩種：龍門式舉升機和薄地板舉升機，由于是雙缸，同步問題難以解決，往往靠兩根鋼絲繩來平衡，油缸以及鋼絲繩要調(diào)整得松緊一致，舉升機才可以同步。 舉升機的分類依據(jù)不同的標準還有許多方法，但立柱的構(gòu)造是任何一種舉升機最明顯的特征，而它的驅(qū)動升降系統(tǒng)也是不同用戶群體選購舉升機最重要的考慮因素。在這里僅依據(jù)這兩個標準進行簡單的分類介紹，如果具體的選購，應當詳細的查詢有關舉升機的文章，盡可能擴充相關專業(yè)知識 三、研究內(nèi)容： 主要內(nèi)容如下： 1.首先確定絲杠能否承載近3噸重的升舉載荷，結(jié)果不能。 2.選用導軌類型，實現(xiàn)絲杠和導軌的同載升舉。 3.設想絲杠和導軌同時升舉承載的布局設置，實現(xiàn)升舉的可行性。 4.對于平穩(wěn)升舉安全升舉的控制方式進行設定和選擇，決定用制動閥限制絲杠的旋轉(zhuǎn)，來實現(xiàn)升舉的定位。 5.同步升舉的實現(xiàn)選擇，初步設想兩種方案，一是通過蝸桿與絲杠來實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)，二是通過鏈傳動來實現(xiàn)絲杠的同步旋轉(zhuǎn)，最后選用鏈傳動。 6.電動機與絲杠實現(xiàn)動力傳動的方案選擇，一是通過鏈傳動來實現(xiàn)，二是通過帶傳動來實現(xiàn)，三是通過齒輪嚙合來實現(xiàn)，最后選用帶傳動，噪聲小，靠摩擦傳動傳動效率較高。 7.箱體選擇。 8.限位安全的設定。 9.開關控制的選擇. 四、目標、主要特色及工作進度 機械式舉升機的特點：同步性好，但機械維護成本高（換銅螺母及軸承）。機械連接可以是鋼絲繩或鏈條，這樣設計有一個缺點：如果鋼絲繩或者鏈條在工作中伸長了，從而導致升降時拖架的移動不能同步。 液壓式舉升機的特點：維護成本低，單缸同步性好，但雙缸同步性較差。液壓式又 分單缸和雙缸式，單缸也分兩種：老單缸和新單缸，雙缸分龍門式和無地板式。單缸同 步性雖很好，但油缸機械式地連接在對面立柱的托架上。 雙柱式液壓舉升機的特點：液壓舉升，維修少。質(zhì)量穩(wěn)定，下降時需要兩邊拉開保險才能下降。油缸置下部占用下面的空間。 四柱式舉升機的特點：四柱式在具有雙柱式液壓舉升機的特點的同時還可以實現(xiàn)四輪定位的檢測，安裝升舉更加的方便，中大型的修理場有廣泛的應用。 3，工作進度安排 1） 查閱相關資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫開題報告 4周 2） 舉升機的總體方案設計 2周 3） 舉升機的傳動系統(tǒng)設計計算 2周 4） 舉升機的總體裝配圖設計 2周 5） 舉升機的零部件工作圖設計 2周 6） 撰寫畢業(yè)設計說明書 3周 7） 畢業(yè)設計審查、畢業(yè)答辯 2周 五、參考文獻 [1] 徐灝等. 機械設計手冊（第5卷）[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2003 [2] 濮良貴. 機械設計（第七版）[M]. 北京：高等教育出版社，2003 [3] 劉敏杰,等.幾種舉升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與性能分析[J].專業(yè)汽車，1999,(2):23--25 [4] 文嘉性,馮克良,章武烈.QJ-2型汽車舉升機的設計與制造[J].陜西汽車,1995,(3):17-25 [5] 林晨.新型液壓汽車舉升機[J].林產(chǎn)化工通訊,1995,(2):22 [6] Tomasz Kedzierski .The method of workpiece exacttude evalution on the basis CAD model means of coordinate measuring machine. 1th international workshop "Advanced methods "